电力电子课程设计的总结

第八届高校电力电子应用设计大赛属于A等级。根据查询相关公开信息显示大学比赛获奖等级分为A类等级，竞赛主办方是多个国家及部委，B类等级，竞赛主办方是教育部，C类等级，竞赛主办方是教指委，D类等级，竞赛主办方是省级或行业，E类竞赛主办方是企业或协会会，而第八届高校电力电子应用设计大赛属于A类。

这里只给你说下步骤，希望对你有多帮助：

电力电子技术课程设计

课程设计报告的主要内容如下：

（1）课题名称。（封面）

2）中英文摘要

（3）设计的任务、指标内容及要求，应完成的任务。

（4）设计方案选择及论证。

（5）总体电路的功能框图及其说明。

（6）功能块及单元电路的设计、计算与说明。

（7）总体电路原理图及其说明。

（8）所用的全部元器件型号参数等。

（9）收获、体会及改进想法等。

（10）主要参考文献。

七、课程设计的成绩评定

（1）课程设计成绩主要根据以下几方面来评定：

设计方案的正确性、先进性与创新性。

关键电路设计与计算的正确性。

分析问题和解决问题的能力。

课题的完成情况。

课程设计报告的撰写水平。

课程设计过程中的学习态度与工作精神。

（2）按优、良、中、及格、不及格五级分制(或百分制)记分。成绩由指导教师根据学生的设计说明书及其设计期间的表现来评定，并附有指导教师评语。

八、课程设计基本选题

（一）单相桥式可控整流电路的设计

（二） 三相半波整流电路的设计

（三） 三相桥式可控整流电路的研究

（四） 单相交流调压电路的设计

（五） 直流斩波电路的设计

九、参考书目

1．王兆安，黄俊主编．电力电子技木．第四版．北京：机械工业出版社，2004年1月

2．王云亮主编．电力电子技术．第一版．北京：电子工业出版社，2004年8月

3．梁廷贵主编．现代集成电路实用手册可控硅触发电路分册．北京：科学技术文献出版社，2002年2月

十、课程设计报告内容

课程设计说明书应使用规定格式的用纸(A4)。课程设计说明书应包括如下内容。

（1）设计题目(封面)

（2）中英文摘要

（3）课程设计的目的。

（4）设计方案论证：包括设计思路、设计方法、有关计算、图表或程序等。

（5）设计结果与分析。

电力电子偏控制的你就选电机控制方面的，偏电力系统的一般是新能源发电的并网或无功补偿等，这样的论文一般不太好做，你现在不用考虑这么多，考上了研究生在说。研究生阶段还会开很多相关课程，个人建议你选单片机或plc，这方面的论文很好做，将来也还能用得上。

缓冲电路（Snubber Circuit）又称为吸收电路。其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。[1] 在电力电子电路中，用于改进电力电子器件开通和关断时刻所承受的电压、电流波形。通常电力电子装置中的电力电子器件都工作于开关状态，器件的开通和关断都不是瞬时完成的。器件刚刚开通时，器件的等效阻抗大，如果器件电流很快上升，就会造成很大的开通损耗；同样器件接近完全关断时，器件的电流还比较大，如果器件承受的电压迅速上升，也会造成很大的关断损耗。开关损耗会导致器件的发热甚至损坏，对于功率晶体管(GTR),还可能导致器件的二次击穿。实际电力电子电路中，还常由于二极管、晶闸管等的反向恢复电流而增加电力电子器件的开通电流，由于感性负载或导线的分布电感等原因造成器件关断时承受很高的感应电压。采用缓冲电路可以改善电力电子器件的开关工作条件。

缓冲电路的基本工作原理是利用电感电流不能突变的特性抑制器件的电流上升率，利用电容电压不能突变的特性抑制器件的电压上升率。图示以GTO为例的一种简单的缓冲电路。其中L与GTO串联,以抑制GTO导通时的电流上升率dI/dt,电容C和二极管D组成关断吸收电路，抑制当GTO关断时端电压的上升率dV/dt，其中电阻R为电容C提供了放电通路。缓冲电路有多种形式，以适用于不同的器件和不同的电路。

第1章电力电子器件1电力电子器件一般工作在开关状态。 2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为通态损耗，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为开关损耗 3.电力电子器件组成的系统，一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加保护电路。 4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为单极型器件双极型器件、复合型器件三类。 5.电力二极管的工作特性可概括为承受正向电压导通，承受反相电压截止 6.电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管 肖特基二极管 7. 肖特基二极管的开关损耗小于快恢复二极管的开关损耗。 8.晶闸管的基本工作特性可概括为正向电压门极有触发则导通、反向电压则截止 9.对同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流I在数值大小上有大于H 10.晶闸管断态不重复电压UDSM与转折电压Ubo数值大小上应为，udsm大于Ubo 11.逆导晶闸管是将二极管与晶闸管反并联（如何连接在同一管芯上的功率集成器件。12.GTO的多元集成结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。13  MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的截止区、前者的饱和区对应后者的放大区前者的非饱和区对应后者的饱和区 14.电力 MOSFET的通态电阻具有正温度系数。 15.IGBT的开启电压UGE（th）随温度升高而略有下隆，开关速度小于电力 MOSFET16.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电压驱动型和电流驱动型两类。 17.GBT的通态压降在1/2或1/3额定电流以下区段具有负温度系数，在1/2或1/3额定电流以上区段具有正温度系数。 18.在如下器件:电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力 MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是电力二极管，属于半控型器件的是晶闸管，属于全控型器件的是GTO、GTR、电力 MOSFET MOSFET属于双极型器件的有电力二极管、晶闸管、GTO、GTR，属于复合型电力电子器件得有 IGBT一；在可控的器件中，容量最大的是晶闸管，工作频率最高的是电力 MOSFET，属于电压驱动的是电力 MOSFET、IGBT，属于电流驱动的是晶闸管、GTO、GTR 第2章整流电路1.电阻负载的特点是电压和电流成正比且波形相同，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角a的最大移相范围是0-180°。 2.阻感负载的特点是流过电感的电流不能突变，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角a的最大移相范围是0-180°，其承受的最大正反向电压均为_√2U2，续流二极管承受的最大反向电压为_√2U（设U2为相电压有效值） 3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，a角移相范围为0-180单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为_√2U22_和带阻感负载时，a角移相范围为0-90°，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为√2U和√2U2-；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。 4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角a大于不导电角b时，晶闸管的导通角＝pai-a-b；当控制角a小于不导电角8，晶闸管的导通角＝π-25.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压UFm等于√2U2，晶闸管控制角a的最大移相范围是0-150°，使负载电流连续的条件为a≤30°（U2为相电压有效值 6.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差120°，当它带阻感负载时，a的移相范围为0-90°。 7.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是最高的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是最低的相电压；这种电路a角的移相范围0-120°，u波形连续的条件是_a≤60°_。 8.对于三相半波可控整流电路，换相重迭角的影响，将使用输出电压平均值_下降。 9.电容滤波单相不可控整流带电阻负载电路中，空载时，输出电压为√2U2，随负载加重Ud逐渐趋近于0.9U2，通常设计时应取RC≥1.5-2.5T，此时输出电压为Ud≈_1.2U2（U2为相电压有效值，T为交流电源的周期） 10.电容滤波三相不可控整流带电阻负载电路中，电流id断续和连续的临界条件是wRC＝√3_，电路中的二极管承受的最大反向电压为√6U2。 11.实际工作中，整流电路输出的电压是周期性的非正弦函数，当a从0°～90°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随a的增大而增大，当a从90°～180°变化时，整流输出的电压ud的谐波幅值随a的增大而减小。 12.逆变电路中，当交流侧和电网连结时，这种电路称为有源逆变，欲实现有源逆变，只能采用全控电路；对于单相全波电路，当控制角0＜a＜pai/2时，电路工作在整流状π/2＜a＜pai时，电路工作在逆变状态。 13.在整流电路中，能够实现有源逆变的有单相全波、三相桥式整流电路等可控整流电路均可），其工作在有源逆变状态的条件是有直流电动势，其性和晶闸管导通方向一致，其值大于变流器直流侧平均电压和晶闸管的控制角a>90°，使输出平均电压U为负值。 14.晶闸管直流电动机系统工作于整流状态，电流连续时，电动机的机械特性为一组平行的线，当电流断续时，电动机的理想空载转速将抬高，随a的增加，进入断续区的电流加大。 15.直流可逆电力拖动系统中电动机可以实现四象限运行当其处于第一象限时，电动机作电动运行，电动机正转，正组桥工作在整流状态；当其处于第四象限时，电动正组桥工作在逆变状态。 16.大、中功率的变流器广泛应用的是晶体管触发电路，同步信号为锯齿波的触发电路，可分为三个基本环节，即脉冲的形成与放大、锯齿波的形成与脉冲相和同步环节。第3章直流斩波电路 1.直流斩波电路完成得是直流到直流的变换。 2.直流斩波电路中最基本的两种电路是降压斩波电路和升压斩波电路。 3折波电路有三种控制方式:脉冲宽度调制（Pwm）、频率调制和（ton和T都可调，改变占空比混合型。 4升压斩波电路的典型应用有直流电动机传动和单相功率因数校正等。 5.升降压斩波电路呈现升压状态的条件为_0.5＜a＜1（a为导通比） 6.CuK斩波电路电压的输入输出关系相同的有升压斩波电路、斩波电路和Zeta斩波电路。 7.Sepic Sepic斩波电路的电源电流和负载电流均连续，Zet斩波电路的输入、输出电流均是断续的，但两种电路输出的电压都为正极性的。 8.斩波电路用于拖动直流电动机时，降压斩波电路能使电动机工作于第1象限，升压斩波电路能使电动机工作于第2象限，电流可逆斩波电路能使电动机工作于第1和第2象限 9.桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，可使电动机工作于第1、2、3、4象限10.复合斩波电路中，电流可逆斩波电路可看作一个升压斩波电路和一个降压新波电路的组合；多相多重斩波电路中，3相3重斩波电路相当于3个基本斩波电路并联 第4章交流一交流电力变换电路 1.改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式，前者又称为直接变频电路，后者也称为间接变频电路。 2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角a的移相范围为0-180°，随a的增大，Uo降低，功率因数λ降低。 3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角a＜（＝arctan（wL/r））时，VT1的导通时间逐渐缩短，VT2的导通时间逐渐延长。 4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式TCR属于支路控制三角形联结方式，TCR的控制角a的移相范围为90-180°，线电流中所含谐波的次数为6k±1。 5.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是:该时刻交流电源电压应和电容器预先充电电压相等。 6.把电网频率的交流电直接变换成可调频率的交流电的变流电路称为交交变频电路。 7.单相交交变频电路带阻感负载时，哪组变流电路工作是由输出电流的方向决定的交流电路工作在整流还是逆变状态是根据输出电流方向和输出电压方向是否相同决定的。 8.当采用6脉波三相桥式电路且电网频率为50H时单相交交变频电路的输出上限频率约为20Hz9.三相交交变频电路主要有两种接线方式，即公共交流母线进线方式和输出星形联结方式，其中主要用于中等容量的交流调速系统是公共交流母线进线方式 10.矩阵式变频电路是近年来出现的一种新颖的变频电路。它采用的开关器件是全控器件；控制方式是斩控方式 1、请在空格内标出下面元件的简称:电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO功率场效应晶体管 MOSFET；IGBT是；绝缘栅双极型晶体管IGBT是MOSFET和GTR的复合管。 2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步 3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器。4、在电流型逆变器中，输出电压波形为正弦波波，输出电流波形为方波波。 5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A。

浅谈电力电子装置在电力系统中的应用

电力系统的任务是为人们日常生活、企业科研生产提供电力资源，而是社会经济能否稳定发展的重要依托。电力电子装置的应用贯穿电力系统的发电、配电、变电和输电等各个阶段，电力系统若想实现高可靠性、高稳定性和高效性，必须采用高度智能化的电力电子装置。与此同时，传统电力系统的发电方式往往使用不可再生能源，在造成严重的环境污染的同时能源的利用率低下，已不能满足社会的需求，对电力系统进行改进势在必行。在构建新型电力系统中必然会使用电具有较高科技水平的电力电子装置。因此，研究电力电子装置在电力系统中的应用具有重要的现实意义。

1 电力电子装置和电力系统的发展

随着大容量、远距离电力资源传输的需求逐渐提高，电力系统势必步入智能化、自动化发展的道路。目前，我国电力系统的智能化水平逐渐提升，在全国各地均可以使用电能，电力系统的规模位于世界前列。电力电子装置作为电力系统的重要基础，虽然起步较晚，但发展速度迅猛。电力电子装置的不断发展与改善同时也极大促进了电力网络的迅速发展。较为突出的改进为电力能源传输介质由传统的电缆传输转变为光纤传输；关键技术壁垒由硬件设计转变为软件设计；装置由传统的半控型装置逐步发展为全控型装置，目前已经发展到复合型装置；控制方法由传统的模拟控制转变为数字控制等等。然而，我国电力系统与发达国家相比仍存在着一定的差距，主要表现为智能化水平较低、科技含量较低、创新性技术应用较少等等。因此，我国电力行业的相关科技人才应该对电力电子装置进行深入的科学研究并将其先进的应用到电力系统的构建中，从而促进我国电力行业以及社会经济的进一步发展。

2.我国电力电子装置在电力系统中的应用

2.1 发电阶段

传统的电力系统通常利用不可再生能源进行发电，资源有限且会造成一定的环境污染。新型电力系统应因地制宜，利用当地环保的可再生能源，如风能、势能等，同时致力于进一步提高能源的利用效率，提高环保能源的使用率，本文将从风力发电、水力发电和太阳能发电三方面进行介绍电子电力装置在发电中的应用。

2.1.1 风力发电

由于风力变化极快，需要电力电子装置对风能进行整流、逆变后将其转变为可供人使用、具有稳定电压、频率的电能资源，最为普遍的装置为风力变流器。利用变流器中拓扑结构分层改变电能的容量和电压，增加了风力发电的效率。

2.1.2 水力发电

水力发电装置通过调节水库的高低位置的变化通过水力势能的改变进行发电。水力发电中发电机采用交流励磁技术，极大地加快了发电的速度，其核心电力电子装置为交流发电机组励磁。在交流励磁的控制系统原理简单，利用交流频率的改变直接调节对水压及流量的大小，可以实现快速、准确的水力发电，有效改善了水力发电站的发电。效率

2.1.3太阳能发电

太阳能发电需要的电力电子装置包括将太阳能转变为电能的光伏阵列原件、处理不稳定电能的滤波器、变压器、逆变器等装置。目前，太阳能发电系统的应用还存在一定的不足，如光伏阵列存在多峰值问题，有待进一步进行深入研究。

2.2 储能阶段

由于可再生能源的产生具有季节性、实时性，同时生活生产中使用电能也存在高峰期和低谷期，这就要求进行电能的储存，从而提高现有电力系统的稳定性和可靠性。本文将从目前在我国应用较为广泛的电池储能装置、水力储能装置和风力储能装置几个方面进行概述。

2.2.1 电池储能装置

我国对于电池储能装置的研究与其他其他储能方式相比时间较早，可以将任意发电装置产生的电力资源转化为电池中的电能。其原理为利用小功率直流变换器是电池中的电流平稳；利用拓扑结构将电池集成实现电压的高低和电流的变化；利用电压型四象限变换器在实现功率的调节。利用电力电子装置实现储能的最优化、损耗的最小化的储能系统。

2.2.2 水力储能装置

水力发电的储能装置一般采用抽水储能，常见的方法为利用抽水蓄能机组中励磁电流的频率和幅值的转换实现电力功率的转换，从而实现电力供能中调峰填谷、备用紧急能源等不同的作用。

2.2.3 风力储能装置

风力储能装置利用压缩空气进行储能，利用空气压缩机将剩余的电力资源用空气的压力进行存储，电能不足时，将空气的势能转化为电能进行发电。

2.3 输电阶段

电力系统若想在输电领域中实现长距离、高容量和低损耗的电力传输，需要电力电子装置进行协助降低电能的损耗，如换流器、变流器。在输电过程中长距离、高容量的电力传输一旦遇到意外灾害可能会造成严重的经济损失，电力电子装置能够及时的发现传输电力过程中的异常状况，根据具体的情况进行决策，以免产生重大的经济损失和资源浪费。

2.4 智能电网

智能电网是高度自动化、高度智能化的电力资源传输网络，利用自动化控制技术可对任意网络节点进行监控，实现节点间电力资源的双向流动。智能电网中采用功率变换器对用户的功率进行调节。利用电力电子装置的集成可实现电网中控制器通过通信系统进行协同工作，实现电网的自动化控制，增强智能电网的稳定性和可靠性。

2.5 提高电能利用率

由于自然中可再生资源如水力、风力或是太阳能并非是长时间供应的，但是对于电能的需求却逐年增加，因此电力系统必须降低电能的损耗、提高电能的使用效率。其中，链式静止同步补偿器可以通过无功补偿降低电压的扰动、维护电力系统的稳定性；谐波治理装置可以降低电网中的谐波，抑制不必要的能量损耗；动态电压恢复器通过对电压暂降进行补偿，降低电压引起的电力设备的损害，从而保障电力系统的稳定性和可靠性运行。

3 电力电子装置发展的建议

目前，我国在电力电子装置的应用方面已经取得了较大的突破，但是距离世界顶级的电力系统中电力电子装置的应用还有一定的差距。针对电力资源的大量需求和电力系统改善的需要，电力电子装置应该加强以下几个方面的研究。首先，增强电力系统的智能化，通过电力电子装置的一体化设计，实现电力系统的自动化控制。其次，在发电阶段加强风力发电换流器的可靠性与太阳能发电中逆变器的稳定性。再次，研究其他可再生能源发电的可行性与适用性。最后，增加电力系统出现故障时的应急措施，通过不断改进控制算法增强电力系统进行资源优化配置的能力，提高电力能源的使用效率。

4 总结

电力电子装置是电力系统的重要基础，在保障电力系统及时、准确和可靠运行等方面发挥举足轻重的作用。换言之，电力电子装置科技水平的高低直接影响电力系统自动化水平的高低，直接决定我国经济的发展。因此，我国必须注重电力电子装置的科研与开发，促进电力单位或企业与高校或其他科研单位的合作，致力于将先进的电力电子装置应用于电力系统中，以便进一步满足社会发展对电力资源日益增加的需求。

参考文献：

[1] 姜建国.乔树通.郜登科.电力电子装置在电力系统中的应用[J].电力系统自动化，2014，3：2-5.

[2] 周孝信.陈树勇.鲁宗相.电网和电网技术发展的回顾与展望——试论三代电网[J].中国电机工程学报，2013，33（22）：1-11.

[3] 国家电网公司“电网新技术前景研究”项目咨询组.大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析[J].电力系统自动化，2013，37（1）：3-8.

1、设计院的工资跟资历有很大关系。以我知道的山东电力咨询院为例，因为改制的关系，老员工是属于山东电力集团的，新进员工就不是了，所以做同样的工作，待遇差很多。就同一等级的设计院来说，南方的要好于北方。

2、有的同学在上海、江浙一带的省院，待遇都是15万以上，不过不清楚过几年新进员工有没有相同待遇。哈工大也算是电力行业的名校，学校的名气还是很大的，不过不管什么单位，在你没什么关系的情况下，自身的实力还是非常重要的，建议你加强专业学习，不要虚度几年的研究生生活。

3、个人感觉电力这个大专业下，电自的选择面大一些，但是建议你还是看导师怎么样。报考之前先理解好导师的情况，跟着名师路就平坦多了。

另外，也不要局限于设计院，电力方面的企业也可以考虑，外企如GE、ABB、西门子、施耐德、都是很好的，国内如南瑞继保、南瑞科技、南自也都不错。最后还是建议你，学好专业，不要虚度

对于老百姓天天用到的220伏转12伏的逆变器，其实逆变器相关的国家行业标准中有相当详细的定义，针对老百姓使用的这种（非工业）主要分为移动式和固定式。

移动式就是指售后的，可以在电子市场上买到的。

固定式就是指原厂的，比如奥迪原车上的逆变器。

这两种功能虽一样，但是技术差异非常大。

这些都在国家行业标准中有定义，在工信部工信厅科（2012）68号文中对逆变器标准建议开展全国专家标准制定计划，标准在工信部和汽标委编号为2012-0120T-QC，归口单位：全国汽车标准化技术委员会。主要制定人为邓恒，胡梦蛟，李伟阳，谢勇，周建浩等全国各地从事电力电子设计和生产的相关专家。2015年初标准全国专家审议通过，于2016年正式颁布,标准号为QC/T-1036-2016。

特别是逆变器安全的部分有大量技术要求。

比如密封性，固定式逆变器的防止固体异物进入与防止水进入等级应符合ISO 20653－2006中的IP5K0的规定。移动式逆变器的防止固体异物进入、防止接近危险部件、防止水进入等级应符合GB 4208－2008中的IP21的规定。

比如EMC,电磁兼容性分为两部分。

第一部分是对汽车相关EMC项目的测试，主要测试要求有，电压瞬态发射试验（按GB/T 21437.2-2008规定进行，试验结果要达到等级3的要求。），传导发射试验（按GB 18655-2002规定进行，试验结果要达到等级1的要求。），辐射骚扰试验（按GB 18655-2002规定的试验方法采用ALSE达到等级4要求）。

第二部分是对家电行业的测试，因为汽车电子部件与电器部件的测试方法稍有不同，所以单独列出。主要包括有，按GB 4343.2－2009的5.2，执行交流输出端口电快速瞬变抗扰度（等级1要求），交流输出端口射频传导发射试验。

标委会（发改委下属组织）对逆变器技术特性的宣贯，特别是各种功率类型的计算方法的界定，由于相同价格很多逆变器的标称功率相差很大，现在中国这份标准就制定统一了输出功率的测试方法，对持续输出功率和输出过载能力有着明确的区分和定义，这对于抑制逆变器市场的功率标称混乱误导消费者的现像有一定的正向引导作用。标委会，甚至质量检验部门需要对这方面重要组织措施。